중성점 접지 및 유효접지

정의와 유효접지

중성점 접지는 변압기나 발전기의 중성점을 대지에 연결하는 방식이다.

1선 지락이 나면 고장전류와 건전상 대지전위 상승을 함께 제한한다.

건전상 전위 상승을 접지계수 1.3 이하로 억제하면 유효접지라고 한다.

중성점 임피던스가 작을수록 지락전류는 커지고 건전상 상승은 작아진다.

지락 시 전류와 전위

1선 지락 전류는 대칭분 회로로 구하며, 분모의 3Zg 항이 핵심이다.

Zg 를 작게 잡으면 지락전류는 커지고 건전상 전위 상승은 억제된다.

반대로 Zg 를 크게 잡으면 지락전류는 줄지만 건전상 상승은 커진다.

이것이 접지방식 선정의 핵심 트레이드오프다.

접지방식 비교

접지방식은 중성점과 대지 사이의 임피던스에 따라 나뉜다.

임피던스가 0이면 직접접지, 무한대이면 비접지가 된다.

지락전류는 직접접지가 가장 크고 비접지와 소호리액터는 작다.

건전상 전위 상승은 직접접지가 1.3배 이하로 억제된다.

정답은 직접접지다. 임피던스가 0이라 지락전류가 가장 크다.

기준과 계산 예

유효접지 계통의 건전상 전위는 상전압에 배율 k를 곱해 구한다.

공칭전압 154kV 계통의 상전압은 154를 √3으로 나눈 약 88.9kV다.

k를 1.3으로 두면 건전상 대지전위는 약 115.6kV가 된다.

비접지 계통은 같은 조건에서 대지전위가 공칭전압 수준까지 올라간다.

접지방식 선정과 정리

접지방식은 계통의 충전전류와 지락전류를 먼저 산정해서 정한다.

다음으로 건전상 전위 상승 허용치와 유효접지 여부를 정한다.

그 뒤 지락전류 제한 방식을 고르고 지락 보호계전기를 정정한다.

발전기 중성점은 고저항 접지로 지락전류를 15A 내외로 제한하는 것이 한 예다.